CN101562246B - 一种在极片上焊接极耳的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在极片上焊接极耳的装置，包括输送模块、切断模块和焊接模块，所述输送模块用于将极耳送至所述焊接模块，所述焊接模块用于将极耳焊接到极片上，所述切断模块用于切断焊接好的极耳，所述切断模块包括第一驱动单元和用于切极耳的切刀单元，所述第一驱动单元用于驱动所述切刀单元移动以控制极耳切断位置距极片的距离。还公开了一种在极片上焊接极耳的方法。根据本发明装置和方法，能有效保证在极片上频繁变换极耳外露长度的工艺，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及电池制造领域，特别是一种在电池的极片上焊接极耳的装置和方法。
背景技术
电池极片制片时要在极片的铜箔区域焊接极耳。根据现有的方案，切断模块固定于支撑底座上，虽然切断模块上设计有长腰形孔用于调节切刀相对与极片的距离，但这种调节只能通过手动调节，显然不适用于在同一种极片上频繁变换极耳外露长度的工艺。
发明内容
本发明的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种在极片上焊接极耳的装置和方法，能有效保证在极片上频繁变换极耳外露长度的工艺，提高工作效率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种在极片上焊接极耳的装置，包括输送模块、切断模块和焊接模块，所述输送模块用于将极耳送至所述焊接模块，所述焊接模块用于将极耳焊接到极片上，所述切断模块用于切断焊接好的极耳，其特征在于，所述切断模块包括第一驱动单元和用于切极耳的切刀单元，所述切刀单元包括切刀和气缸，所述气缸用于驱动所述切刀切断极耳，所述切刀单元在所述第一驱动单元的牵引下前后移动以改变距极片的距离，从而控制极耳切断位置距极片的距离。
优选地
所述第一驱动单元包括第一驱动电机、联轴器和滚珠丝杠幅，所述驱动电机的输出轴通过所述联轴器连接所述滚珠丝杠幅，所述切刀单元耦合到所述滚珠丝杠幅的螺母上。
所述切断模块还包括极耳保护片位置检测单元，用于检测极耳上间距排布的极耳保护片，所述输送模块根据检测结果调整输送极耳的长度。
所述输送模块包括第二驱动单元和用于夹持极耳的夹持单元，所述第二驱动单元用于驱动所述夹持单元移动以控制极耳输送的长度。
所述第二驱动单元包括底板、第二驱动电机、同步轮同步带组件及齿轮齿条组件，所述第二驱动电机的输出轴耦合到所述同步轮同步带组件的第一同步轮，所述同步轮同步带组件的第二同步轮耦合到所述齿轮齿条组件的齿轮，与所述齿轮啮合的齿条固定设置在底板上，所述夹持单元与所述同步轮同步带组件相对固定在一连接板上。
所述装置还包括张力控制模块，用于使极耳在传送时保持预定张力。
一种在极片上焊接极耳的方法，包括以下步骤：
a.输送模块将极耳送至焊接模块；
b.焊接模块将极耳焊接到极片上；
c.切断模块切断焊接好的极耳；
其特征在于，所述步骤c中，采用单独的驱动单元来调整所述切断模块的切割位置，所述切断模块中，切刀由气缸驱动切断极耳，气缸和切刀在驱动单元的牵引下前后移动以改变距极片的距离，从而控制极耳切断位置距极片的距离。
优选地，所述步骤a中，采用单独的驱动单元来调整所述输送模块的输送量，以控制极耳输送的长度。
所述步骤a还包括：检测极耳上的极耳保护片，当检测到极耳保护片时，再将极耳输送一定长，以精确控制极耳保护片距极片外边的距离，以及极耳距极片的距离。
本发明有益的技术效果是：
根据本发明，对切断模块设置单独的第一驱动单元，第一驱动单元例如采用驱动电机和相应的传动机构，第一驱动单元驱动切刀单元移动以控制极耳切断位置距极片的距离，从而控制极耳外露在极片的长度，因此，这一改进在进行极耳变长度焊接的过程中尤其有利。在极耳外露长度频繁变更的工艺中，无需手动调节切刀位置，可通过预设参数由PLC自动控制，提高效率。本发明的装置与方法能有效适应极耳外露长度频繁变换的焊接，提高效率且稳定可靠。
进一步地，对输送模块设置单独的第二驱动单元，第二驱动单元用于驱动夹持极耳的夹持单元移动以控制极耳输送的长度。通过在输送端增加极耳输送量的控制，能够更有利地实现需要频繁更换极耳外露长度的焊接工艺。
附图说明
图1展示了本发明的在极片上焊接极耳的装置一种实施例的结构；
图2展示了图1所示装置的切断模块的结构；
图3展示了图1所示装置的切刀单元的结构；
图4为图1所示装置的输送模块驱动单元的放大图；
图5为本发明一种实施例的在极片上焊接极耳的方法的流程图
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
具体实施方式
请参考图1，在一种实施例中，在极片上焊接极耳的装置包括放卷模块10、输送模块14、焊接模块13、切断模块12以及张力控制模块，放卷模块用于安装和放卷出极耳，输送模块14用于将极耳从放卷模块拉出并送至焊接模块，焊接模块13用于将极耳焊接到极片上，切断模块12用于切断焊接好的极耳。与以往的方案不同，根据本发明的实施例，在切断模块中增加切断模块驱动单元使得切断模块距极片距离自动调节，在输送模块中增加输送模块驱动单元使得送极耳长度可自动调节，从而能够有利地实现需要频繁更换极耳外露长度的焊接工艺。
请参考图1至图3，在一种优选的实施例中，切断模块包括第一驱动单元、切刀单元和极耳保护片位置检测单元。第一驱动单元用于驱动切刀单元、极耳保护片位置检测单元前后移动以改变距极片的距离，从而控制极耳外露在极片的长度。第一驱动单元优选地包括第一驱动电机20、滚珠丝杠幅17、导轨21和连接板19，切刀单元安装于连接板19并通过连接板19连接于滚珠丝杠幅17的螺母18上，滚珠丝杠幅17通过联轴器连接于第一驱动电机20上，切刀单元在驱动单元的牵引下前后移动以改变距极片的距离。切刀单元优选包括切刀23和气缸22，气缸22用于驱动切刀23切断极耳。切刀单元配有极耳导向条25。极耳保护片位置检测单元包括传感器，传感器可检测到的极耳保护片的位置信号，进而确定输送模块的动作。极耳保护片在极耳上间距排布，当极耳保护片位置检测单元检测到极耳保护片后，输送模块再将极耳输送一定长，以精确控制极耳保护片距极片外边的距离以及极耳距极片的距离。工作时，极耳经极耳导向条25导向后，穿过切刀23、传感器24，当传感器24感应到极耳保护片后，输送模块再将极耳送一设定长度后，焊接模块13动作开始焊接，并延时一设定时间，此时驱动气缸22伸出带动切刀23动作切断极耳。
请参考图1和图4，在一种优选的实施例中，输送模块包括单独的第二驱动单元和夹持单元11，夹持单元11用于夹持极耳，第二驱动单元用于驱动夹持单元前后移动，用于控制极耳输送的长度。第二驱动单元优选包括减速机1、第二驱动电机2、张紧轮3、同步轮同步带组件5、齿轮齿条组件4以及连接板16，第二驱动单元通过连接板安装在底板15上。夹持单元通过连接板与同步轮同步带组件5相对固定地安装在第二驱动单元上。第二驱动电机经减速机减速后带动同步轮同步带组件进而驱动齿轮，齿轮与齿条啮合后带动整个输送模块前后移动，进而带动夹持单元完成输送极耳的动作。夹持单元优选包括夹块和气爪，气爪用于驱动夹块夹持极耳。夹持单元优选配置有引导极耳传送的极耳导向轮。
在极片上焊接极耳的装置还可以包括配合放卷模块10设置的张力控制模块，张力控制模块使得由放卷模块10放卷出的极耳保持预定的张力，从而能够实现在整个放卷过程中的恒张力控制，保持适当的张力不但提高了卷料开卷精度，还能防止极耳被拉伤和发生变形
在极片上焊接极耳的装置还可包括校直模块7，从放卷模块放卷出的极耳先经校直模块7的校直后再由输送模块14送往焊接模块13。校直模块7的主要作用是消除极耳的金属内应力。
在极片上焊接极耳的装置还可包括贴小胶纸模块8和包小胶纸模块6，焊接前先在极耳上包胶纸，输送模块14再将包好胶纸的极耳连续不断的输送至焊接模块13。也可以根据工艺要求的不同而选择设置在极耳上进行模压的装置，以花纹压制来代替包胶纸工艺。以上两种包胶纸及模压工艺适用于无极耳保护片时的情况。
在较佳的实施例中，采用超声波实现焊接，焊接模块13包括超声波焊接上模块和超声波焊接下模块。超声波焊接下模块也就是超声波焊接底模固定，超声波焊接上模块包括超声波焊接焊头，焊头是活动的，可由气缸的伸缩来实现焊头的上下运动，极片位于焊接底模的上方，极耳位于极片的上方，极片和极耳两者位于焊头和底模的中间，焊接时，焊头下压极耳和极片以及底模，发出超声波，使之高频摩擦，所产生的高温将极耳和极片两者熔合在一起。
在另一方面，本发明还提供一种在极片上焊接极耳的方法，如图5所示，该方法包括以下步骤：
a.输送模块将极耳送至焊接模块；
b.焊接模块将极耳焊接到极片上；
c.切断模块切断焊接好的极耳；
在所述步骤c中，采用单独的驱动单元来调整所述切断模块的切割位置，以控制极耳切断位置距极片的距离。
优选地，在所述步骤a中，采用单独的驱动单元来调整所述输送模块的输送量，以控制极耳输送的长度。
在所述步骤a中，检测极耳上的极耳保护片(极耳保护片排布间距有误差)，当检测到极耳保护片时，再将极耳输送一定长，以精确控制极耳保护片距极片外边的距离，以及极耳距极片的距离。
本发明方法的多种实施例均可参考前述装置实施例的内容来具体实施，一种优选实施例的具体工作流程如下：
a.设置夹持单元，切刀单元在极耳卷放路径上，使放卷出的极耳通过上述两模块；
b.焊接过程中根据预设极耳长度外露参数，输送模块、切断模块在各自驱动装置的驱动下移动至预设位置，夹持单元在驱动气爪的驱动下夹持住极耳，并在在第二驱动电机的驱动下送极耳，极耳保护片位置检测单元检测到极耳送到位后，第二驱动电机刹车，焊接模块的焊头下移到位开始焊接，同时夹持单元气爪张开，夹块松开极耳，第二驱动电机反转驱动夹持单元后退至原点，焊接完成后，切刀在气缸的驱动下开始动作切断极耳，切断极耳后切刀及焊头均复位，第一驱动电机驱动切刀单元及极耳保护片位置检测单元到达下一次焊接循环设定切割位置，一次焊接循环完成；下一次焊接循环过程同上，只是具体参数不同，包括切断模块距极片位置，输送模块送极耳长度。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种在极片上焊接极耳的装置，包括输送模块、切断模块和焊接模块，所述输送模块用于将极耳送至所述焊接模块，所述焊接模块用于将极耳焊接到极片上，所述切断模块用于切断焊接好的极耳，其特征在于，所述切断模块包括第一驱动单元和用于切极耳的切刀单元，所述切刀单元包括切刀和气缸，所述气缸用于驱动所述切刀切断极耳，所述切刀单元在所述第一驱动单元的牵引下前后移动以改变距极片的距离，从而控制极耳切断位置距极片的距离。
2.如权利要求1所述的在极片上焊接极耳的装置，其特征在于，所述第一驱动单元包括第一驱动电机、联轴器和滚珠丝杠幅，所述驱动电机的输出轴通过所述联轴器连接所述滚珠丝杠幅，所述切刀单元耦合到所述滚珠丝杠幅的螺母上。
3.如权利要求1所述的在极片上焊接极耳的装置，其特征在于，所述切断模块还包括极耳保护片位置检测单元，用于检测极耳上间距排布的极耳保护片，所述输送模块根据检测结果调整输送极耳的长度。
4.如权利要求1至3任一项所述的在极片上焊接极耳的装置，其特征在于，所述输送模块包括第二驱动单元和用于夹持极耳的夹持单元，所述第二驱动单元用于驱动所述夹持单元移动以控制极耳输送的长度。
5.如权利要求4所述的在极片上焊接极耳的装置，其特征在于，所述第二驱动单元包括底板、第二驱动电机、同步轮同步带组件及齿轮齿条组件，所述第二驱动电机的输出轴耦合到所述同步轮同步带组件的第一同步轮，所述同步轮同步带组件的第二同步轮耦合到所述齿轮齿条组件的齿轮，与所述齿轮啮合的齿条固定设置在底板上，所述夹持单元与所述同步轮同步带组件相对固定在一连接板上。
6.如权利要求1至3任一项所述的在极片上焊接极耳的装置，其特征在于，所述装置还包括张力控制模块，用于使极耳在传送时保持预定张力。
7.一种在极片上焊接极耳的方法，包括以下步骤：
a.输送模块将极耳送至焊接模块；
b.焊接模块将极耳焊接到极片上；
c.切断模块切断焊接好的极耳；
其特征在于，所述步骤c中，采用单独的驱动单元来调整所述切断模块的切割位置，所述切断模块中，切刀由气缸驱动切断极耳，气缸和切刀在驱动单元的牵引下前后移动以改变距极片的距离，从而控制极耳切断位置距极片的距离。
8.如权利要求7所述的在极片上焊接极耳的方法，其特征在于，所述步骤a中，采用单独的驱动单元来调整所述输送模块的输送量，以控制极耳输送的长度。
9.如权利要求8所述的在极片上焊接极耳的方法，其特征在于，所述步骤a还包括：检测极耳上的极耳保护片，当检测到极耳保护片时，再将极耳输送一定长，以精确控制极耳保护片距极片外边的距离，以及极耳距极片的距离。
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